用于管理喷射到发动机中的燃料的量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管理喷射到发动机内的燃料的质量，特别是在发动机起动阶段期间。在主要但非排他的应用中，本发明涉及使用例如汽油、汽油/乙醇混合物、柴油或其它气体(LPG等)的不同的燃料的机动车辆的内燃发动机。
【背景技术】
[0002]这样的发动机的组成元件经常经受修改以考虑技术进步，例如，电子喷射或带有共轨(称为“共轨”)的喷射的系统，以及减轻重量、降低燃料消耗、燃料多样化和降低成本的持续的目标。然而，迄今为止，发动机已表现出在低温下不起动的高风险，而不论燃料如何。根据所使用的燃料，重要的是其温度保持在最小值以上。用于确保起动的该最小值在汽油的情况中为_30°C，并且在乙醇的情况中为-5°C。
[0003]在发动机的稳定速度操作(也就是说在起动阶段之后)的上下文中，已经对内燃发动机做出许多改进。该稳定速度操作条件的正确工作的一个重要方面是喷入燃烧室的燃烧空气和燃料的量，所述量以质量来表达。例如，专利文献US 2008/0288159描述了通过控制喷入发动机的组分的质量对燃烧的改进。专利文献FR 2 790 283也描述了对燃料压力的控制的改进。并且专利文献EP O 725 212提出了对用于在高压下喷射燃料的系统的改进。
[0004]一般来讲，起动阶段被以与发动机的稳定速度操作条件相同的方式处理。当在稳定速度下运转时，为了适应燃料或燃烧空气的量而考虑的参数有许多并且是变化的，例如:汽缸盖中的水的温度、发动机的rpm、所用燃料的数量和类型、入口歧管中的空气的压力和温度。并且，这些数据接着被应用于管理起动阶段。起动阶段的主要表征性特征是发动机在其所处的地方的环境温度下为静止的和冷的。此外，燃料类型的当前激增需要考虑大范围的值的环境温度，以便获得发动机的可靠起动，例如，在纯乙醇的情况下从低至_5°C起。
[0005]还熟悉的是文献US 2012/0203444 Al，该文献涉及应用于发动机喷射系统的起动控制装置，该系统具有驱动曲轴的起动机、燃料泵、积聚由燃料泵递送的燃料的高压的共轨、以及将燃料在高压下喷入汽缸的喷射器。起动控制装置包括用于发动机的电子控制的单元(ECU，英文表示发动机控制单元)，该单元确定与发动机的起动能力有关的条件是否已降低。如果ECU确定与发动机的起动能力有关的条件已降低，则其减少在曲轴的一次回转期间从燃料轨朝喷射器输送的燃料的量。特别地，当共轨内部的压力变得低于适合发动机的每种操作状态的最佳目标压力时，燃料量的减少增加。
[0006]本发明提出通过调适用于管理在起动阶段期间喷射的燃料的质量的参数来消除对于所使用的燃料来说在低温下不起动的风险。为了做到这一点，已经确定的是，在空气/燃料混合物中的燃料颗粒的雾化，取决于喷射压力。在起动阶段期间，燃料的高喷射压力的保持有利于这些颗粒的细雾化和因此更有效的燃烧。本发明因此提出了在起动阶段期间根据燃料的压力来控制喷射的燃料的质量，以便确保在此阶段期间的高压力水平。
【发明内容】
[0007]更具体地讲，本发明的目的是一种用于通过将燃料和燃烧空气的混合物直接喷射到发动机的每个汽缸中而为内燃发动机进料的方法。泵提供处于其操作范围的较高区间中的输出流的事实意味着燃料的供应在高压下实现。在发动机在低温下起动之前的初步燃料喷射阶段，发动机的每个操作循环输送的燃料的质量(本文中称为“喷射质量”)以这样的方式被调节，即，使得当喷入汽缸的燃料的压力在此阶段期间降低时，该压力保持在预定阈值以上。
[0008]在这些条件下，当泵在接近其最大输出流量的较高输出流量下操作时，喷射的质量根据要达到的压力而调整，以便使燃料的雾化足够细，从而即使在起动本来困难的温度条件下也能够进行起动。喷射的燃料的最小压力值大于能够允许发动机起动的阈值。
[0009]根据一个优选实施例，喷射质量的调节大体上在于经调整的减少。
[0010]根据一个优选实施例，根据本发明的方法提出喷射的燃料的压力被实时控制并且通过喷射质量的调整来修正，该调整限定了压力梯度，使得喷射的燃料的压力保持大于压力的阈值。
[0011]根据本发明的一个优选实施例，压力梯度保持大于确定的阈值。
[0012]根据本发明的一个优选实施例，压力梯度的进展被实时控制并且通过以使得该梯度保持大于梯度的阈值的方式连续调整喷射质量来修正。
[0013]根据一个优选实施例，根据本发明的方法提供了在喷射期的过程中以下四个参数的测量:压力、压力梯度、发动机的速度和冷却剂的温度，这些参数中的三个被与阈值进行如下比较:
?喷射的燃料的压力被与压力的所述预定阈值相比较；
?如果喷射的燃料的所述压力大于压力的所述预定阈值，则将压力梯度与压力梯度的所述预定阈值相比较；
?如果压力梯度大于压力梯度的所述预定阈值，则将发动机的速度与发动机的确定的阈值速度相比较；
使得，当喷射的燃料的压力朝压力的预定阈值减小时，或者当压力梯度小于压力梯度的确定的阈值时，根据所述四个参数来计算燃料的量，以便减小或阻止压力的下降，该步骤包括:当压力梯度大于压力梯度的阈值时，开始比较发动机的速度与发动机的确定的速度阈值，使得如果发动机的速度保持小于或等于发动机的速度的阈值，那么重新开始比较的步骤的重复，并且当发动机的速度变得大于发动机的速度的阈值时，发动机接着采用稳定速度操作条件，并且停止在发动机的起动之前的初步阶段中的进料的方法。
[0014]根据本发明的一个优选实施例，燃料可以是低挥发性燃料，特别是汽油/乙醇混合物；根据本发明的利用这样的燃料起动的优点在于，它允许在对于这些燃料来说低温下以比根据现有技术的条件起动更短的时间起动。
[0015]根据本发明的一个优选实施例，喷射的燃料的压力的监测由传感器或者通过建模进行。
【附图说明】
[0016]参照附图，本发明的其它细节、表征性特征和优点将通过精读下面的非限制性描述而变得显而易见，在附图中:
-图1表示示出根据本发明的方法的步骤的流程图的示例；
-图2表示示出在本发明的条件下测量的主要量(具体地，喷射的燃料的质量、发动机的压力和rpm)在时间上的相关性的图；以及
-图3表示为了实现本发明而涉及的发动机架构的示意性示例。
【具体实施方式】
[0017]图1中的流程图示出了根据本发明的用于起动发动机的主要步骤的顺序的示例。在开启车辆的电路(和特别地，其与发动机结合的部件(起动机、发电机、泵等))之后，用于实现本发明的方法的步骤2涉及根据所使用的燃料初步调整以下参数:
-Pwtt:在喷射器中接收的燃料的最小压力；
-在喷射器中可能实现的最大压力，该参数同样依赖于所述部件(特别是高压泵)的表征性特征；
-Giw1:由压力的变化除以单位时间的发动机操作循环(分隔发动机的汽缸的两个连续的上止点位置的单位时间，英文术语简称为“pmh”或“tdc”)的比率ΛΡ/At限定的压力梯度的最小值；
-Vwtt:发动机的速度，在该速度以上，起动阶段被视为完成，发动机接着在稳定速度下运转；
-M。:对于每个发动机tdc循环来说，由喷射器向发动机的燃烧室初始地喷射的燃料的质量(或初始喷射质量)。
[0018]在首次开启高压泵(步骤3)时，发动机的高压回路内部的燃料压力增加至高达该压力的最大值P最*。
[0019]步骤5对应于根据发动机的循环和其发动机特性(汽缸数等)向发动机的汽缸内的燃料喷射的开始。
[0020]在喷射期的过程中测量四个参数(步骤13):压力P、压力梯度G、发动机的速度V和冷却剂的温度T。将这些参数中的三个与阈值进行如下比较:
-将喷射器中的燃料的压力P与值Pwtt相比较(步骤7)；
-如果压力P大于Pw值，则将梯度G与值Gism相比较(步骤9)；
-如果压力梯度G大于Gwtt，则将速度V与速度阈值Vwtt相比较(步骤11)；
使得，当喷射器中的燃料的压力P朝值Piwi减小时，或者当压力梯度G小于值G_时，由处理器根据参数P、G、V和T计算燃料的量(步骤15)，以便减小或阻止压